Въпросът за обяснение на разнообразието, което ни обкръжава, е вълнувало човека още от най-стари времена. Паметниците говорят, че първоначално то се обяснявало метафизично чрез богове, духове и прочие, и борбите между тхя. Към 7 век преди новата ера пръв древногръцкият философ Талес направил опит да обясни обкръжаващото ни многообразие материалистично, чрез реално съществуващ първоначал - водата. Впоследствие едни философи приели, че първоначалът е въздухът (Анаксимен), други огънят (Хераклит) и прочие, а Емпедокъл сметнал, че това са "основните елементи" - въздух, вода, огън, земя, които са почифтно носители на свойствата ("абстрактни принципи") топло, студено, сухо и влажно, които взаимно се превратими. Водата, която е студена и влажна, като й се действа с "топло" се превръща във "въздух", който е топъл и влажен и прочие. Тези древногръцки философски опити за обяснението на разнообразието в света са под всякаква критика, но те със своята логика и постановка имат тази ценна страна, че очертали правилно пътя за развитието на човешката мисъл, на науката - да се оперира с реално дадени неща и да се търси обобщението, връзката между данните на непосредствения опит и наблюдение. Демокрит (460-370 година преди новата ера) пък обяснявал разнообразието на света чрез атомите - малки, неделими, непроницаеми, вечно движещи се, еднакви по вещество, но безкрайно различни по форма и големина частички. От различното пространствено съчетание на атомите се изгражда разнообразието на света. Атомното учение на Демокрит не обърнало внимание. Има данни, че то се кореняло още в древна Индия, но най-яркият му представител се явява Демокрит.
Най-авторитетният мислител на Древна Гърция - Аристотел (384-322 година преди новата ера), възприел учението на Емпедокъл. Той прибавил и "пети основен елемент" за обяснение на "живата материя". Върху това Емпедокъл-Аристотеловото учение, впоследствие наложило се през вековете и Средновековието, църквата изградила редица догми, които задържали развитието на човешката мисъл. Демокритовото атомно учение било отхвърлено и споделящите го под една или друга форма били преследвани от инквизицията и най-строго наказвани.
През епохата на Възраждането първите представители на свободно развиващата се наука, освободена от догмите на католицизма, И. Нютон, Рене Декарт, Францис Бекон и други, без изключение споделяли атомното учение на Демокрит. Р. Бошкович (1758-1764) хърватски философ, развил динамична атомна теория, чрез която се стараел да обясни някои механични отнасяния на веществото. Той приел, че атомите са математични точки, центри на вихрови сили. Големият руски учен-енциклопедист М. В. Ломоносов (1741) направил сериозен опит да свърже атомното учение на Демокрит с основните химични отнасяния на веществото. Той подчертал, че частички на елементите, тоест атомите, се свързват помежду си и изграждат по-големи частички, тоест молекулите (корпускулите), които от своя страна, могат да се разлагат. Тези негови идеи значително изпреварили развитието на химичната наука за онова време, не са обърнали голямо внимание, тъй като не са били още дадени по-пълни представи за елемента, количествените отношения, в които се свързват елементите помежду си и най-вече не били открити основните закони на химията. Последните са открити след 1800 г. Налагало се те да бъдат обяснени. Джон Далтон (1803-1808), като използвал атомното учение на Демокрит, така го е "видоизменил", че е могъл най-успешно за времето си да разясни натрупания вече "химичен материал", обединен в тези закони. Той приел от Демокрит, че атомите са малки и невидими, неделими и вечнодвижещи се. По отношение на непроницаемостта, формата и големината не взел някакво особено становище. Но мълком приел, че формата им е сферична. Новото, което припасал на атомите е, че са разновидни, съществуват толкова видове атоми, колкото са видовете химични елементти, притежават маса (тегло), която е различна за различните елементи, могат да им се припишат знаци, съединяват се в определени "съединителни маси" помежду си, като се получават химични съединения.
Чрез дейността на Ломоносов и Далтон се поставили основите на химичната атомистика.